Строительная керамика (стр. 8 )

Формовочная влажность изделий стеновой керамики при пластической технологии находится в пределах 18-22 %. Перед обжигом их необходимо высушить до влажности не превышающей 10%.

Для повышения трещиностойкости изделий стеновой керамики при сушке применяют следующие мероприятия: паровое увлажнение глины; введение в шихту крупнозернистых минеральных и органических добавок; вакуумирование глиняной шихты; добавка пластификаторов; увлажнение теплоносителя водяным паром.

Сушка изделий осуществляется в основном в туннельных сушилках, которые работают по принципу противотока, длительность сушки в них составляет 16-36 ч, достигая иногда 48 ч и более.

Для сокращения сроков сушки, снижения трещиноватости вводятся отощающие добавки - песок, опилки, золошлаковые смеси тепловых электростанций, молотый брак обожженного кирпича. Отощающие добавки требуют перед вводом дополнительной переработки. Это усложняет технологическую схему, но преимущества способа перекрывают его недостатки.

В процессе обжига формируются важные свойства керамического материала, определяющие его техническую ценность — прочность, плотность, водостойкость, морозостойкость и др.

Обжиг изделий осуществляют, в основном в туннельных печах различных конструкций при температуре 950-1050 °С. В последнее время нашли применение новые печи: печи со съемным сводом, ротационные и шахтные печи.

В зависимости от физико-минералогических характеристик сырья схема производства может видоизменяться. При повышенной карьерной влажности до 24-25 % в начале технологической линии необходимо предусматривать подсушку глины в сушильном барабане или в конвейерной сушилке.

Наличие карбонатных включений обуславливает введение в технологию дополнительных вальцев тонкого помола или сухую подготовку массы в шахтных мельницах и других аналогичных агрегатах.

При производстве кирпича из суглинков или малопластичных глин желательно осуществлять вылеживание их в буртах или конусах в течение 3-12 мес. Вода, содержащаяся в глине, при замерзании разрушает природную структуру, диспергирует агрегаты глинистых частиц. В процессе вылеживания увеличивается удельная поверхность, более полно завершаются процессы набухания, возрастает количество связанной воды и пластическая прочность глиняной массы, улучшаются ее формовочные и сушильные свойства, облегчается последующая переработка массы.

3.1.2 Производство изделий жестким прессованием

Особенностью технологической схемы является сухая переработка глинистого сырья и формовка изделий по пластическому методу. Этот способ рекомендуется при наличии глинистого сырья с карьерной влажностью менее 16-17 %.

Преимуществом этой технологии является возможность садки отформованного сырца на печную вагонетку, что исключает из технологической линии операцию укладки сырца на сушильную вагонетку и перекладку его на печную.

Характерной особенностью технологической схемы (рис. 3.2) является увлажнение порошка глинистой массы непосредственно в мешалке пресса, такой метод позволяет формовать изделия при влажности глиномассы на 3-4 % ниже нормальной с давлением в головке пресса около 10 МПа.

За время пребывания глиномассы в мешалке и прессе набухание зерен глины произойти не успевает и в момент выхода бруса из мундштука эти зерна окружены полужидкой глинистой массой, позволяющей при сравнительно низких давлениях формовать пустотелые изделия с пустотностью такой же, как из масс с нормальной формовочной влажностью. В дальнейшем происходит набухание зерен, сырец твердеет, и к моменту укладки на печные вагонетки прочность его достаточна для штабельной укладки.

Кирпич до сушки необходимо выдерживать в цехе в течение 12-48 ч для усреднения влажности во всем его объеме.

3.1.3 Производство изделий способом полусухого прессования

Технологический процесс производства методом полусухого прессования включает следующие операции: добычу, доставку, переработку и хранение глинистого сырья и добавок; приготовление пресс-порошка; хранение пресс-порошка; полусухое прессование пресс-порошка под давлением 15-20 МПа; сушку и обжиг кирпича-сырца (возможно совмещение сушки и обжига в одном агрегате); приемку, упаковку, складирование и отправку потребителю готового кирпича.

Подготовку пресс-порошков из глин с повышенной влажностью 18-25 % рекомендуется производить с одно - или двухстадийной сушкой и с последующим его измельчением до крупности не более 3 - 5 мм. Глины предварительно подсушенные, а также глины с пониженной карьерной влажностью 13-17% (сланцевые, аргиллиты, туфоаргиллиты и другие материалы с влажностью до 14%) рекомендуется измельчать с одновременной подсушкой до крупности не более 2 мм.

В современной технологии существует два основных способа подготовки пресс-порошков: сушильно-измельчительный (помольный) и шликерный (при обезвоживании в башенных распылительных сушилках и реже в фильтр-прессах). Каждый из этих способов имеет как положительные, так и отрицательные стороны. Последний применяется для производства керамических плиток.

Для помола глины в производстве кирпича применяют корзинчатые дезинтеграторы. Они работают устойчиво при влажности глины не выше 10%. Для просеивания глины используют струнные сита, барабанные грохоты, качающиеся и вибрационные сита.

При сушильно-измельчительном способе глинистое сырье подвергается измельчению, сушке, сортировке, смешиванию с увлажнением и без увлажнения, вылеживанию в бункерах, дозированию, магнитному обогащению и транспортированию. Температура газов, поступающих на сушку, составляет обычно 600-800 С, а отходящих газов после сушки 100-120 °С, температура глинистого сырья после сушки 60-80 °С. Мелкие фракции при сушке высыхают быстрее и измельчаются до пылевидного состояния. Крупные куски глины распариваются, слипаются и могут окатываться снова в крупные комья, что обуславливает большую неоднородность высушенной глины по влажности, поэтому процессу сушки глины уделяется значительное внимание при подготовке пресс-порошков. Влажность измельчаемой глины не должна превышать 9-11 %. Для обеспечения оптимального гранулометрического состава пресс-порошок подвергается сортировке для отделения более мелких и более крупных фракций. Чтобы получить пресс-порошок с технологическими свойствами, отвечающими процессу прессования, применяют последующее смешение отдельных фракций с одновременным увлажнением или без него. При перемешивании пресс-порошка иногда применяют пар для повышения качественных показателей кирпича (прочности, морозостойкости, однородности, стойкости к трещинообразованию и т. п.). Оптимальным является увлажнение пресс-порошка при подаче его из приемно-расходных бункеров в смесители. Рекомендуется избегать повторного увлажнения пресс-порошка, так как практически невозможно добиться равномерной его влажности из-за различной крупности зерен. Для выравнивания влажности пресс-порошок подвергают вылеживанию в бункерах, однако этот процесс протекает очень медленно (в течение нескольких суток).

Зерновой состав пресс-порошка определяет как пористость, так и плотность формовочной смеси. Наибольшая плотность пресс-порошка обеспечивается при оптимальном зерновом составе. Расчеты показывают, что оптимальным составом пресс-порошка является такой состав, в котором содержание частиц размером до 0,5 мм составляет 43 %, частиц размером 0,5-1,0 мм -15 %, частиц размером 1-2 мм - 24 %, частиц размером 2-3 мм -18 %. Расчетные данные подтверждаются лабораторными исследованиями.

Пресс-порошок с заданными технологическими свойствами, полученный из глинистого сырья, подвергается прессованию на прессах различных конструкций. Сушка и обжиг кирпича-сырца осуществляются аналогично сушке и обжигу кирпича пластического формования, но при других параметрах. Процессы выгрузки обожженного кирпича, приемки, упаковки, складирования и отгрузки потребителю аналогичны процессам при производстве кирпича пластического формования и являются общими для керамического производства.

Основные технологические операции при производстве керамического кирпича из пресс-порошка, полученного сушильно-измельчительным способом, можно объединить в пять групп. Первая группа объединяет операции, связанные с добычей, первичной обработкой, транспортировкой и хранением глинистого сырья и корректирующих добавок. Технологические операции, входящие в группу, являются общим для всех заводов по производству керамического кирпича. Вторая группа объединяет операции, связанные с подготовкой исходного сырья для производства пресс-порошка сушильно-измельчительным способом. Эта группа операций связана с технологическими операциями, определяющими свойства пресс-порошка, а следовательно, и качество кирпича-сырца. Количество и последовательность операций, входящих во вторую группу, может изменяться в зависимости от состава исходного сырья и эффективности имеющегося технологического оборудования. В третью группу входят операции дозирования пресс-порошка и его полусухого прессования на соответствующих прессах. Четвертую группу составляют операции, связанные с процессами сушки и обжига кирпича. В состав пятой группы входят операции, связанные с упаковкой, хранением и отгрузкой готовой продукции. Операции четвертой и пятой групп являются общими для всех способов производства глиняного кирпича.

В настоящее время существуют три основных варианта компоновки технологических операций при составлении схем производства кирпича сушильно-измельчительным способом. На основании этих вариантов путем комбинирования операций можно разработать технологические схемы, в которых количество и последовательность операций отвечают требованиям заказчика.

Первый вариант производства включает наибольшее число технологических операций и рассчитан на наиболее сложные условия получения пресс-порошка из "тяжелого" глинистого сырья. Этот вариант является основным, по которому производится сравнение и обоснование других вариантов технологий производства кирпича методом полусухого прессования. Первый вариант не исключает возможности объединения отдельных операций в одну (например, процессов сушки и измельчения, а также - измельчения и смешивания и т. п.) и их взаимозамещения.

Второй вариант исключает процессы камневыделения, сушки, смешения, контрольного грохочения, промежуточного хранения.